内容提要
本章首先介绍了移动互联网技术的主要发展趋势，即接入数量的大规模、网络结构的多样化、业务和应用的复杂化，以及整体的节能化；然后以无线局域网的动态频谱访问技术和互联网端到端多径并发传输为例，具体介绍移动互联网技术的研究进展。
7.1 移动互联网技术的主要发展趋势
近年来，随着高性能的平板电脑、智能电话、智能终端的迅猛发展，以及3G、LTE（Long Term Evolution，长期演进）和WiFi等无线通信技术的飞跃发展，互联网用户表现出越来越显著的移动性，因此移动互联网逐渐成为网络研究和发展的热点和趋势，是互联网发展的新方向，它丰富和扩展了互联网的概念，也是下一代互联网最具活力和最重要的组成部分。
从终端接入方式来讲，移动互联网意味着使用智能手机、PDA、笔记本电脑、ipad等便携设备，通过无线方式接入互联网，并使用互联网所提供的服务。这里无线方式可以是任何一种无线接入手段，如2G、3G、WiFi、WiMAX等。摩根斯坦利的2009移动互联网发展报告表明[1]，移动互联网的用户规模发展迅猛，有望在2011年年底超过互联网用户，与此同时，移动互联网流量也呈爆炸式增长，年均131%，预计到2013年，将达到2008年流量的66倍移动互联网是互联网技术与移动通信技术的结合体，正是两大核心技术的蓬勃发展造就了今天的移动互联网，也影响了其发展趋势和特征。当前，移动互联网正呈现以下发展趋势：接入数量的大规模、网络结构的多样化、业务和应用的复杂化及整体的节能化。
7.1.1 接入数量的大规模
2011年5月20日，英国电信分析公司The Mobile World发布的最新统计报告显示[2]，
全球电话总数达到69.2亿，移动电话占其中绝大多数，达到56亿。随着智能手机等终端设备的普及，以及网络性能的提高，使得移动宽带接入的用户数急剧增长。据爱立信公司发布的数据[3]，全球移动宽带用户数在2011年已经达到10亿左右，相比2010年增长了4亿多，并预计到2016年，WCDMA/HSPA网络能够覆盖超过全球80%的人口（2011年是40%的覆盖率），而LTE网络也能够接近40%的人口覆盖率，一个全球性的移动宽带基础设施将基本形成。另外，近年来，WiFi热点的规模持续扩大。据公共热点研究公司JiWire统计[4]，截至2010年9月，全球WiFi热点数目总计已超过33万个，与2006年相比增长了155.7%，其中中国的WiFi热点数量全球排名第二，接近4万个。同时，WiFi热点连接数也空前增长，全球WiFi热点已为超过6亿的用户提供服务，截止到2010年年底，全球年度WiFi热点连接数已超过20亿次，预计到2014年，全球年度WiFi热点连接数量将增长到110亿次。移动终端设备从功能上和种类上都呈多样化发展，智能手机、PDA及平板电脑等各种便携设备已风靡全球，大部分移动终端上都同时拥有多个射频模块，可以接入多种网络。未来还可能有物联网海量终端的接入，给移动互联网带来了更大规模的接入。
显而易见，大规模的移动终端接入是移动互联网的一个特性。这个特性使得移动互联网面临着独有的挑战，也影响着相关技术的发展。首先，空口的增长难以满足接入规模和数据流量增长的需求。虽然空口技术也有了大幅的提高，如使用开放频点的802.11n采用了MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put，多入多出技术）+OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术）后，可以将数据传输速率提高到300Mbps甚至600Mbps，但是单凭这些技术是无法满足大规模用户需求的。如对于非开放频点，问题则更加严重。空口的峰值速率从UMTS到LTE-A只以每年55%的复合增长率提高。全球范围内，运营商都在大规模地部署WiFi热点。然而并不是密集部署热点就能够解决大规模用户接入的问题。大规模的移动终端会呈现出密集性及流动性的特点，当大量终端聚集到同一区域时，密集的热点布设会导致同频干扰等问题，严重降低网络性能。适当数量的热点布设又很难满足用户需求。另外，无线网络中资源利用效率低下，不能根据环境、用户需求的变化而动态调整使用方式。即不能动态调整有限的频谱、硬件资源，以适应时刻变化的用户数量和需求，造成了服务质量低下和资源浪费。随着终端数量的爆炸式增长，以上矛盾日显尖锐，已成为移动互联网的研究和发展中不得不面对的重要问题。
7.1.2 网络结构的多样化
接入网络为众多移动终端提供空口接入，包含了各种各样的无线接入技术，典型代表有2G（GSM/CDMA）、3G（WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA）、HSDPA、LTE等移动通信网络；802.11a/b/g/n、802.16d/e等宽带无线网络。近年来，移动互联网的接入网络呈现出宽带化、覆盖层次化、组网结构灵活化、异构无线接入网络并存融合的发展趋势。在宽带化方面，无论是移动通信网络还是宽带无线网络都获得了长足的发展，3G带宽已达2Mbps，802.11n高达300Mbps，802.16e带宽也达到75Mbps。尽管无线通信技术发展迅猛，但频谱资源及利用效率依然是制约其带宽发展的关键瓶颈，针对这一问题，Joseph Mitola在1999年首次提出了认知无线电概念[5]。认知无线电指的是未授权用户在不干扰授权用户的前提下，可以开放地、机会地访问当前区域内未被使用的授权频谱资源。经过十几年的研究和发展，认知无线电和认知无线网络在政策和技术上都取得了突破性的发展。2008年11月4日，美国联邦通信委员会批准了认知无线电在电视频谱上的使用规则。微软、Adaptrum Inc.、Shared Spectrum Inc.等公司相继推出原型系统，使认知无线电技术逐渐从研究走向工业实用。认知无线电大幅地提高频谱资源的利用率，可以有效地提高无线通信带宽。在覆盖层次化上，短距离通信可以采用蓝牙技术，百米范围可以采用WiFi技术，城域范围内可以采用2G、3G、LTE及WiMAX等技术。在组网结构上，自组织网络结构得到了广泛的发展，小到终端的自组织、大到网络的自组织，涌现出移动Ad-Hoc网络、无线Mesh网络和无线传感器网络3个典型应用场景，促进了无线网络的进一步发展。
异构并存指多种无线接入网络长期内处于并存局面，Multi-Radio技术的出现，使得多模终端和多模接入网络设备成为可能并逐渐成为发展潮流。而从长远来看，这些无线接入技术日趋走向融合：从核心射频技术和天线技术来看，OFDM技术已经成为众多无线接入技术的基础，MIMO多进多出天线技术也大行其道；而从上层协议设计来看，IP-based已成为诸多无线接入技术的共识。伴随着软件无线电技术日趋成熟和实用化，统一的硬件平台、不同软件定义的射频技术将使得异构无线技术日趋走向融合，在同一硬件模块上可以根据不同的需求动态重配置或升级通信软件模块以实现不同的无线通信技术。
核心网络将各个接入网络连接在一起，并接入互联网。目前，全IP核心主干网已经成为学术界和产业界的共识，并且正沿着宽带化及向IPv6演进的方向发展。IPv6以其巨大的地址空间和良好的可信任、实时性、移动性支持使得其成为下一代互联网、移动互联网的核心IP协议，也为移动互联网的进一步发展提供了坚实的基础。
当前，无论是认知无线电还是IPv6的演进都取得了长足进展。2011年6月27日微软在英国对处于闲置状态的电视频段进行测试，以验证该频段是否可以用于无线宽带网络服务，其目的是希望利用所谓的“空白电视频段”（TV white-space spectrum），以组建针对智能手机用户群的“超级WiFi网络”。TV white-space具有带宽高、覆盖效果好的特点，其既可提高城镇WiFi网络的带宽，又可为广大农村偏远地区提供价格低廉的WiFi网络覆盖。2011年6月8日，400多家全球大型互联网公司（包括微软、谷歌、雅虎、Facebook、Akamai、Cisco及华为等国际知名企业）参与的“世界IPv6测试日”将是为替换现有的IPv4做出的第一次测试。有理由相信，不久的将来超级WiFi和IPv6都将走进人们的日常生活。
7.1.3 业务和应用的复杂化
移动互联网的迅猛发展使得新应用的主要载体逐渐从PC转移到移动终端。在全球40亿部正在使用的手机中，有10.8亿部为智能手机，占比达27%，其中Android和iPhone占据市场份额的前两位（咨询机构RedGiant于2011年5月发布的最新移动互联网报告显示）。与传统PC相比，这些智能手机内置了丰富的感应装置，如摄像头、麦克、加速计、指南针、重力感应器、光线感应器及GPS。移动互联网包容现有互联网的种种应用（电子邮件、即时消息、网络游戏、电子商务、IPTV、博客等），并结合移动终端的特性，产生一些新型的应用和应用方式，如移动搜索、移动博客、位置感知服务、手机游戏、手机导航、手机扫描、手机钱包等。截至2010年12月，两大移动应用市场（Android App Market和iPhone App Store）的移动应用数量均已超过20万，目前仍在高速增长。
智能手机集语音、数据和视频为一体的特性，使其成为我国三网融合应用的良好载体，但是终端的多样化、受限的移动通信带宽增加了在移动互联网上实现三网融合应用的难度，如移动视频的传输及压缩、视频直播及点播、交互式的视频直播、移动环境下的VOIP的服务质量保证等。针对这些问题，需要从根本上制定和设计标准和协议，对移动互联网体系结构进行扩展和延伸，以便其能适应日新月异的移动应用。
在过去的10年中，移动互联网的基本要素逐渐实现了整合。而iPhone、Android、Windows Phone等职能终端的爆炸式发展，说明全球信息和通信产业正面临一个显著的转变，下一个10年将毫无疑问地属于移动互联网。基于IP的移动网络应用具有广泛的网络基础，能够和现有各种网络（有线、2G、3G和WiFi等）相融合，其规模势必超过传统桌面互联网应用，成为网络应用的主流。
7.1.4 整体的节能化
2010年全球二氧化碳排放量升至306亿吨，高出2008年排放记录5%。降低温室气体的排放量已成为各国面临的共同挑战。目前ICT（Information Communication Technology，信息通信技术）产业已成为全球第五大耗能产业，碳排放量占全世界总排放量的2.5%，预计到2020年将达到4%，节能问题不容忽视。随着我国信息化的发展，预计到2025年互联网耗电将是美国的5倍，占我国电能消耗的20%以上。
随着移动通信业务的发展，我国三大运营商移动通信基站总数已超过100万个，据统计，每个基站年耗电约为1.5万度。2009年三大运营商总耗电为289亿度，移动通信耗电量占了绝大部分，而基站耗电又占移动通信设备能耗的90%。移动互联网接入用户数的激增，移动数据流量的爆发式增长给3G网络带来了前所未有的压力，三大运营商的竞争日渐激烈，在大量部署3G基站的同时，也开始大规模部署WiFi热点，中国移动在全国的WiFi热点约有12万个，并计划在三年之内增加至100万个。
基站及热点等设施的巨大能耗给移动互联网的发展带来了很大挑战。大规模的用户接入和数据流量需要部署更多的基站，为了随时保证用户需求，需要基站一直在线，这将会消耗大量的电能。能耗问题已引起了运营商的充分关注。中国移动正推进“绿色行动计划”，已对开关电源、模块休眠技术等进行了测试验证，从2009年开始推广，估计实施此项措施后每年可以节电3600万度。中国移动还采取了其他一些创新的办法来节约耗电，如将射频部分移到室外最靠近天线的部分，节约了大量天馈线。中国电信和中国联通也推进了一系列节能减排项目，设立了节能目标。然而受到种种因素的影响，过去的几年投入资金较大，节能效果并不明显，2008年中国电信投入两亿元，节能仅2.2亿千瓦时。2010年5月，第一届通信行业节能减排大会在北京召开，通信业研讨节能的规划和政策，将大力推广节能示范工程。
在学术界，节能一直是热点研究问题。在互联网在我国刚刚兴起之时，就明确提出网络设备的能耗问题。大多数节能的方案都是基于休眠模式的，即路由器、交换机等设备的一些模块在部分时间内休眠，可以是基于历史信息的定时休眠，也可以是基于需求的动态休眠。然而这种方式必须修改硬件或协议，在今天超大规模的互联网上，是很难大规模地实施的。随着移动互联网的兴起，有关无线端的节能问题也有了很多初步的研究。类似于有线网中的情况，针对设备的耗电，考虑基站的部分时间休眠；或者采用优化协议等方法，避免不必要的电耗。目前，有关节约能耗的研究方案基本没有太好的可实施性，并且考虑问题比较单一，某段网络上或某个设备上的耗电量的减少并不意味着总体传输能够消耗最少电能，应该更多地考虑端到端能耗的节省。此外，休眠的方式不仅会使网络变得更加复杂，并且节能效果有限。如果能够动态地调整资源使用，在满足时刻变化的用户需求的同时，节省空闲的资源，则可达到最优的能源使用效果。综上，移动互联网中的节能需要思维的变革和技术的创新，而不是通过局部的优化就能够解决的。
7.2 无线局域网的动态频谱访问技术
移动互联网已经对通信和IT产业界、人类生活方式、商业经营模式及社会观等带来了巨大的影响和冲击，因此如何构移动互联网具有非常重要的研究意义，也具有很大的社会和经济效益。
IEEE 802.11协议由于其开放、简单易实现、高带宽、低成本等优点逐渐成为无线局域网（Wireless Local Area Networks， WLAN，简称WiFi）的主流，是移动互联网中无线接入网络的重要组成部分。当前，构建WiFi无线网络已成为无线局域网的发展趋势，越来越多的政府机构、网络运营商、大学及科研机构都在积极建设WiFi无线网络。
WiFi无线网络通常采用开放频点（2.4GHz和5GHz两个频点），具有速度快、成本低、部署简单及易维护等优点，但正是由于开放频点的特性，使其同时也具有易受干扰、有效吞吐量低、传输距离短及室外覆盖效果差等缺点。此外，在2.4GHz频点上多种异构无线终端并存（无绳电话、无线视频监控、蓝牙等），因此WiFi无线网络容易受到来自异构终端的干扰。在室外环境下，访问点AP（Access Point）和无线终端的功率和天线增益差别较大，会形成单向瓶颈，即由终端到访问点的传输效果差，进而影响系统的整体吞吐量。大规模网络部署时可扩展性差，随着网络规模的增加，干扰增加，系统效率下降。
以上几个问题是制约WiFi无线网络深度发展和应用的关键因素，也是WiFi无线网络技术体制的本源性问题，即开放频点的特性决定了WiFi无线网络的特点，因此单纯通过优化协议和算法是很难从根本上解决这些本源性问题的。为此，研究人员将动态频谱访问（Dynamic Spectrum Access， DSA）和多入多出（Multiple Input Multiple Output， MIMO）等技术引入WiFi无线网络中来提高其频谱利用率、传输范围及传输速率等。IEEE 802.11标准族也正在将动态频谱访问和MIMO纳入其多项标准或标准草案中，如IEEE 802.11n、IEEE 802.11af、IEEE 802.11h[6]及IEEE 802.11y[7]等。
7.2.1 IEEE 802.11无线局域网概述
IEEE的无线局域网标准委员会于1990年11月成立，并于1997年制定全球第一个无线局域网标准IEEE 802.11[8]。IEEE 802.11详细说明了无线局域网的物理层和介质访问控制层的协议规范。为了提供更高的通信速率，研究人员不断对IEEE 802.11原有的物理层和介质访问控制层规范进行扩充，并相继形成IEEE 802.11b/a/g/n等一系列扩展标准。最初的IEEE 802.11标准只支持1Mbps和2Mbps，因此为适应发送速率的发展需要，IEEE于1999年推出了802.11b和802.11a两个扩展标准。802.11b[9]通过引入直序列扩频调制（Direct Sequence Spread Spectrum， DSSS）技术增加了5.5Mbps和11Mbps两种发送速率，这与原始基于跳频扩频调制（Frequency Hopping Spread Spectrum， FHSS）技术的1Mbps和2Mbps发送速率不兼容。因此为了满足向后兼容，802.11b设备与802.11设备通信时，不得使用5.5Mbps和11Mbps两种发送速率。
与802.11b相比，802.11a[10]具有较大的不同，其不再工作于2.4GHz频点，而选择更高的5GHz频点，同时采用正交频分复用（OFDM）技术，物理层发送速率最高可达54Mbps。由于工作的频点和底层通信技术的不同，因此802.11a与802.11、802.11b都无法兼容。
为了实现与802.11b兼容并提高物理层发送速率，IEEE于2003年推出了802.11g[11]标准。802.11g同样采用OFDM技术，物理层的最高发送速率同样为54Mbps，但工作于2.4GHz频点。为了实现与802.11b兼容，802.11g在物理层保留了对DSSS的支持。
802.11n[12]于2009年9月正式成为标准，其对物理层和介质访问控制层都做了较大的扩展。在介质访问控制层，增加帧聚合、块确认等机制，有效地提高传输效率；在物理层，增加多入多出（MIMO）技术、信道聚合等技术提高物理层发送速率，在目前商用的无线网卡中，最高可支持300Mbps。
除了满足速率要求所做的扩展外，IEEE为了满足安全性、服务质量等方面的需求，还提出了802.11e、802.11i、802.11f等介质访问控制层扩展标准。802.11e于2005年提出，增强了IEEE 802.11对服务质量的支持能力，通过使用区分服务机制，改善了IEEE 802.11对语音和视频的支持[13]。802.11i于2004年提出，增强了IEEE 802.11的安全机制，通过与802.1x的配合使用，为IEEE 802.11提供了比较完善的安全和认证机制。802.11f于2003年提出，规定了接入点互操作协议，以支持用户在不同厂商的接入点间进行无缝移动切换的要求。
7.2.2 动态频谱访问及频谱分配研究现状
1.动态频谱访问
根据香农信息论，无线通信业务与应用的爆发式增长对无线频谱资源的需求也相应地增长，从而导致适用于无线通信系统的频谱资源变得日益紧张。现有分配的频谱资源已经难以满足目前及将来的移动互联网的业务需求，随着智能终端和智能手机的爆发式增长，2G、3G及WiFi无线网络的频谱利用率逐渐趋向饱和，成为制约移动互联网发展的重大瓶颈。然而，实验和研究表明[14]，在现有的静态频谱分配体制下，大多数频谱资源在时间和空间上不同程度地被闲置，平均利用率低于5%，这与无线网络发展的频谱资源短缺形成了鲜明对比。
为了解决这个供需矛盾，研究者与决策者共同提出了与静态频谱管理体制相对的动态频谱访问体制，通过从时间和空间上充分利用空白的频谱资源，有效地解决频谱资源短缺问题。广义上，动态频谱访问指的是所有针对静态频谱分配体制改革的方法。目前，动态频谱访问和认知无线电经常被视为同义词，但事实是两者具有不同的内涵和较大差异。认知无线电的概念是Joseph Mitola博士于1998年首次提出的，并在其博士论文[15]中给出了详细定义：认知无线电是一种环境感知的智能无线通信技术，它能够感知周围的通信环境，通过智能引擎对环境信息进行分析、理解和决策，并根据决策自适应调整其通信参数。动态频谱访问只是认知无线电在频谱分配体制改革上的一种具体应用，认知无线电由于其认知的特性还具有更为广泛的应用，如桥接异构通信系统[16]、通信信号的认知和分析、智能通信等。
根据访问策略的不同，动态频谱访问通常分为三类：动态独享使用模型（Exclusive Use Model）、开放共享模型（Open Sharing Model）及层次化访问模型（Hierarchical Access Model），其具体的分类法。
动态独享使用模型依然保持了静态频谱分配的特性，即授权用户独享所分配的频谱，但该模型通过采用频谱版权和动态频谱分配两种方式来提高频谱利用率。频谱版权方式允许频谱所有者自由交易频谱，通过市场经济的手段来动态调节频谱使用，目前该方法引起了学术界和工业界的极大关注和兴趣，比较典型的工作有频谱Ebay交易市场[18]和可信频谱拍卖框架[19]。动态频谱分配的思想最早来自欧洲的DRiVE项目[20]，与现行频谱分配体制的最大区别在于频谱分配的时间粒度，其能够根据服务需求动态地分配频谱并独享使用。
在开放共享模型中，所有用户具有平等的访问权限并共享频谱资源，其典型的成功代表就是ISM（Industrial， Scientific， Medical）频段，WiFi无线网络所采用的频段即为ISM频段的一部分。
在层次化访问模型中，用户分为两类：主用户和次用户。主用户拥有授权频谱，次用户可以在不干扰主用户的前提下访问授权频谱。该模型主要采用频谱潜伏（Spectrum Underlay）和频谱重叠（Spectrum Overlay）两种方法。频谱潜伏要求次用户采用极低的传输功率以保证不对主用户通信造成干扰，目前采用该方法的主要技术有超带宽（Wide Frequency Band， UWB）技术。该方法的优点是不用进行频谱检测，缺点是对发送功率具有严格限制，因此只能实现短距离的高速无线通信，目前该技术还没有得到广泛应用。频谱重叠法要求次用户采用机会频谱访问（Opportunistic Spectrum Access， OSA）的方式利用时间和空间上的空白频谱（White Space），同时不能对主用户造成干扰，其优点在于取消了对功率的严格限制，缺点是需要复杂的空白频谱检测技术。目前，大多数认知无线电的研究是基于频谱重叠法的，因此在本书中动态频谱访问与认知无线电具有相似的含义，是指通信终端可以机会地使用目前未被主用户使用的空白频谱，但不能对现有的邻近主用户造成干扰，并且当主用户恢复使用时，必须停止对该空白频谱的使用。
为实现层次化访问模型中频谱重叠法的动态频谱访问，美国联邦通信委员会FCC于2010年9月23号颁布了空白频谱非授权使用的最终细则[21]，其中频谱检测不再成为强制项，这为动态频谱访问技术的后续发展奠定了坚实的法律基础。2011年圣诞节前，美国Koos Technical Services公司在北卡莱罗纳州的Wilmington市开通了世界上第一个基于动态频谱访问技术的实际运营网络，其机会地利用电视频段（174～216MHz频段和470～698MHz）的空白频谱，向偏远地区提供远距离的无线宽带接入服务，峰值下行速率接近25Mbps。
美国在动态频谱访问方面的研究起步最早，主要研究的机构有Berkeley、Rutgers、Rice、UCSB等大学和Microsoft、Intel、Qualcomm、Adaptrum等公司。此外，美国国防高级研究计划署（The Defense Advanced Research Project Agency， DARPA）是最早参与动态频谱访问研究与实现的机构，于2002年提出了一个重大研究项目XG（neXt Generation）[22]，其目标是通过研究和开发动态频谱访问技术来提高频谱利用率和传输带宽。
微软研究院目前在动态频谱访问研究上处于前列，已研发出一套高水平的KNOWS[23]+SORA[24]的软/硬件平台，在学术界有较大影响力。微软研究院已成功将动态频谱访问技术应用于无线局域网中[25]，并在微软总部园区内进行了现场测试。此外，基于地理信息和电视发射塔位置等，微软研究院已研发完成全美电视频段的空白频谱分布查询系统[26]，系统根据使用者提供的经纬度返回该地点的所有电视频段的空白频谱，目前该平台已开放查询接口并对外提供查询服务。
Rutgers大学的WINLAB实验室正在研发全球网络互联创新环境项目GENI（Global Environment for Networking Innovation）的动态频谱访问实验平台。研究内容包括：动态频谱访问新技术的验证、物理层自适应的无线网络协议、频谱共享方法、动态频谱测量和实验床等。实验床主要通过将其全美最大的无线实验平台ORBIT升级到支持动态频谱访问的方式来实现[27]。
Berkeley大学无线研究中心Bob Brodersen教授的研究小组提出了一种基于动态频谱访问的CORVUS[28]体系结构，具体研究包括：物理层技术、实验平台及链路层协议设计及实现等。此外，Brodersen教授成立了Adaptruminc.公司，并与微软研究院合作，将其成果应用于微软的XBOX产品中，实现无线传输高清视频[29]。
欧盟的E2R（End to End Re-configurability）[30]项目针对多种异构无线接入网络（蜂窝和无线局域网）共存环境下的动态频谱访问进行了三方面研究：动态网络规划管理、频谱管理及联合资源管理。通过可升级和可重配置的框架来优化资源利用，动态修改系统参数设置，提高网络和设备的性能。
在开放实验平台方面，GNU Radio+USRP[31]、Rice大学的WARP（Wireless open Access Research Platform）平台[32]及加拿大通信研究中心的CORAL平台[33]逐渐成熟，并形成了相应的研究社区和资源积累，日益受到研究人员的青睐。
随着动态频谱访问和认知无线电技术的不断兴起和成熟，各标准组织也正在积极制定与其相关的标准或草案。主要包括：IEEE 802.22[34]、IEEE P1900、IEEE 802.11af、IEEE 802.1lh、IEEE 802.1ly及国际电信联盟的ITU-R等。IEEE 802.22主要针对无线区域网络（Wireless Regional Area Network， WRAN），其通过机会访问54～862MHz电视频段的空白频谱，向低人口密度地区提供宽带无线接入服务。从2011年7月起，IEEE 802.22成为正式标准。IEEE 802.1lh通过动态频谱访问解决了在5GHz频段上无线局域网对卫星通信和雷达的干扰问题。
目前我国在动态频谱访问和认知无线电领域处于起步阶段，相关研究也正在迅速开展，并成为近年来国家自然科学基金和863等项目重点资助的研究领域。此外，国家重点基础研究发展规划973项目“认知无线网络基础理论与关键技术研究”也已展开对动态频谱访问技术的基础理论、关键技术及实验平台的相关研究工作。
2.频谱分配
在动态频谱访问中，次用户首先通过频谱检测机制获取可用空白频谱，随之带来的新问题是如何在次用户之间优化空白频谱分配，提高频谱利用率与系统性能。频谱分配是动态频谱访问技术中的热点和难点问题。目前大多数相关研究成果将可用空白频谱资源作为整体进行管理与分配，根据用户或网络的负载来动态优化频谱分配。根据分配方式的不同，频谱分配可以分为分布式和集中式。
分布式频谱分配的典型代表工作有：Yuan等人针对无线多跳网络提出了一种基于时间频谱块的频谱分配算法[35]，该算法根据用户的频谱需求和使用时间动态调整信道频谱宽度，同时满足分配的比例公平性；Yang等人基于软件无线电设计和实现了一种支持分布式动态频谱分配的链路层协议[36]，通信终端通过该协议协商空白频谱的使用，根据流量需求选择相匹配的频谱带宽；Moscibroda等人提出了一种基于WiFi无线网络的负载感知的分布式频谱分配算法[37]，该算法将信道频宽分成几个离散等级，根据访问点负载动态调整信道频宽等级，实验结果表明，与固定信道频宽法相比，该算法能够有效提升系统性能并缓解访问点间的负载不均衡问题。
集中式频谱分配的典型代表工作有：Bahl等人基于WiFi无线网络利用动态频谱访问技术设计和实现了一种WhiteFi系统，其在现有的IEEE 802.11标准之上增加了空白频谱感知、分配和利用功能，AP负责与终端用户之间进行空白频谱的协商和分配工作，WhiteFi是首个利用动态频谱访问技术有效利用电视频段的空白频谱提升无线局域网吞吐量的系统；Rayanchu等人针对集中式的WiFi无线网络提出了一种报文传输调度和频谱分配联合优化算法[38]，该算法同样将信道频宽分成几个离散等级，通过构建链路冲突模型，预测不同信道频宽组合下的网络并发传输容量，结合报文传输调度的优化大幅提升系统吞吐量；Brik等人设计并实现了一种集中式动态频谱访问协议（Dynamic Spectrum Access Protocol， DSAP）[39]，其最大的特点是通过频谱和策略服务器，可以有效地协调异构无线网络之间的频谱分配，频谱服务器按需将频谱租赁给各个网络，从提高频谱利用率和优化系统性能。
